Kautschuk-Technologie: Werkstoffe - Verarbeitung - Produkte
Gespeichert in:
| Format: | Buch |
|---|---|
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
München [u.a.]
Hanser
2006
|
| Ausgabe: | 2., überarb. Aufl. |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltstext Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | XXIX, 1080 S. Ill., graph. Darst. |
| ISBN: | 3446404805 9783446404809 |
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Vorwort V
Vorwort zur 2. Auflage VII
1 Einleitung 1
1.1 Kautschuktechnologie 1
1.2 Historische Entwicklung 4
1.2.1 Naturkautschuk 4
1.2.2 Synthesekautschuk 8
2 Aufbau, Herstellung und Eigenschaften von Kautschuk und Elastomeren. 13
2.1 Struktur und Eigenschaften 13
2.1.1 Einleitung 13
2.1.2 Verformungsverhalten von Elastomeren 14
2.1.2.1 Thermodynamische Theorie der Gummielastizität 14
2.1.2.2 Statistische Theorie der Gummielastizität 14
2.1.2.3 Verformung hyperelastischer Werkstoffe 17
2.1.2.4 Druckverformung 17
2.1.3 Temperatur- und Zeitabhängigkeit der viskoelastischen
Eigenschaften 19
2.1.3.1 Temperaturabhängigkeit 19
2.1.3.2 Zeitabhängigkeit 21
2.1.3.3 Zeit-Temperatur-Superpositionsprinzip 24
2.1.4 Struktur und Eigenschaften 25
2.1.4.1 Chemischer Aufbau 25
2.1.4.2 Mikrostraktur 26
2.1.4.3 Kristallisation 27
2.1.5 Synthese von Kautschuk 28
2.1.5.1 Polymerisation 28
2.1.5.2 Polyadditon und Polykondensation 32
2.1.5.3 Herstellverfahren 33
2.1.6 Klassifizierung von Kautschuk und Elastomeren 34
2.1.6.1 Klassifizierung der Kautschuke 34
2.1.6.2 Klassifizierung der Elastomere 35
2.1.7 Aufbau von Kautschukmischungen und Elastomer¬
eigenschaften 38
2.1.7.1 Aufbau von Kautschukmischungen 38
2.1.7.2 Grundanforderungen an Elastomere 39
2.2 Naturkautschuk (NR) 41
2.2.1 Einleitung 41
2.2.2 Vorkommen und Gewinnung 42
X Inhalt
2.2.2.1 Vorkommen von Naturkautschuk 42
2.2.2.2 Gewinnung von Naturkautschuk 43
2.2.2.3 Trans-Polyisopren (Guttapercha, Balata) 44
2.2.2.4 Biosynthese von Naturkautschuk 45
2.2.3 Aufbau und Zusammensetzung von Naturkautschuklatex ... 46
2.2.4 Herstellung und Verarbeitung von Naturkautschuklatex .... 48
2.2.4.1 Herstellung von Naturkautschuk-Latexkonzentrat 48
2.2.4.2 Modifizierter Latex 50
2.2.4.3 Verarbeitung von Latexkonzentrat 51
2.2.5 Herstellung von Naturkautschuk (Festkautschuk) 54
2.2.5.1 Konventionelle Naturkautschuksorten 54
2.2.5.2 Technisch spezifizierter Kautschuk (TSR) 58
2.2.5.3 Spezialtypen 60
2.2.6 Eigenschaften von Naturkautschuk 61
2.2.6.1 Einfluss der Herstellmethode 61
2.2.6.2 Einfluss der Struktur 62
2.2.6.3 Abbauverhalten von Naturkautschuk (Mastikation) 65
2.2.7 Verarbeitung von Naturkautschuk 66
2.2.7.1 Mischen 67
2.2.7.2 Formgeben 67
2.2.7.3 Vulkanisation 67
2.2.8 Compounding von Naturkautschuk 67
2.2.8.1 Blends mit anderen Kautschuken 67
2.2.8.2 Füllstoffe 68
2.2.8.3 Weichmacher 68
2.2.8.4 Stabilisatoren, Alterungsschutzmittel 68
2.2.8.5 Ozonschutzmittel 69
2.2.8.6 Vernetzung 69
2.2.9 Eigenschaften der Naturkautschuk-Vulkanisate 71
2.2.9.1 Härte 71
2.2.9.2 Reißfestigkeit, Reißdehnung 71
2.2.9.3 Weiterreißwiderstand 72
2.2.9.4 Elastizität 72
2.2.9.5 Verformungsverhalten 72
2.2.9.6 Wärme-, Alterungs- und Witterungs¬
beständigkeit 72
2.2.9.7 Alterungsverhalten an der Luft 73
2.2.9.8 Ozonbeständigkeit 73
2.2.9.9 Kälteverhalten 73
2.2.9.10 Elektrische Eigenschaften 73
2.2.9.11 Beständigkeit gegen Chemikalien 73
2.2.10 Anwendung von Naturkautschuk 73
2.2.11 Modifizierter Naturkautschuk 74
2.2.11.1 Vorvernetzter Kautschuk 75
2.2.11.2 Deproteinisierter Kautschuk 75
2.2.11.3 Pfropf-Kautschuk 76
2.2.11.4 Thermoplastischer Naturkautschuk 76
2.3 Polybutadien (BR) 77
2.3.1 Einleitung 77
Inhalt XI
2.3.2 Struktur und Eigenschaften 77
2.3.2.1 MikroStruktur 77
2.3.2.2 Makrostruktur 81
2.3.3 Herstellverfahren 81
2.3.3.1 Anionische Polymerisation 82
2.3.3.2 Anionisch koordinative Polymerisation 83
2.3.3.3 Radikalische Polymerisation von Butadien 85
2.3.4 Verarbeitungsverhalten von Polybutadien 86
2.3.5 Compounding und Eigenschaften 86
2.3.5.1 Verschnitte mit anderen Kautschuken 86
2.3.5.2 Füllstoffe, Weichmacher 87
2.3.5.3 Vernetzung 87
2.3.5.4 Alterungs- und Ozonschutz 87
2.3.5.5 Mischungsherstellung und Weiterverarbeitung 87
2.3.6 Eigenschaften und Anwendung der Elastomere 88
2.3.6.1 Eigenschaften 88
2.3.6.2 Anwendung 88
2.4 Polyisopren (IR) 89
2.4.1 Einleitung 89
2.4.2 Herstellung 90
2.4.2.1 Monomer 90
2.4.2.2 Polymerisationsverfahren 90
2.4.2.3 MikroStruktur 91
2.4.3 Eigenschaften 92
2.4.3.1 Li-Polyisopren 92
2.4.3.2 Ti-Polyisopren 92
2.4.4 Rezeptaufbau, Verarbeitung und Anwendung 93
2.4.4.1 Rezeptaufbau 93
2.4.4.2 Verarbeitung 93
2.4.4.3 Anwendung 93
2.5 Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) 93
2.5.1 Einleitung 93
2.5.2 Herstellung und Struktur 94
2.5.2.1 Herstellung der Monomere 94
2.5.2.2 Radikalische Emulsionspolymerisation 95
2.5.2.3 Anionische Polymerisation (Lösungs-SBR) 98
2.5.3 Zusammensetzung und Eigenschaften von E-SBR 98
2.5.4 Compounding 100
2.5.4.1 Verarbeitungsverhalten 101
2.5.4.2 Blends 101
2.5.4.3 Füllstoffe 101
2.5.4.4 Weichmacher, Additive 102
2.5.4.5 Alterungs- und Witterungsschutz 102
2.5.4.6 Vernetzungssysteme 102
2.5.5 Eigenschaften und Anwendung der Vulkanisate 103
2.5.5.1 Anwendung 104
2.5.6 Lösungs-SBR (S-SBR) 104
2.5.6.1 Einleitung 104
2.5.6.2 Anionische Polymerisation 104
XII Inhalt
2.5.6.3 Herstellung von S-SBR 106
2.5.6.4 Eigenschaften und Anwendung 106
2.6 Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR) 107
2.6.1 Einleitung 107
2.6.2 Herstellung 108
2.6.2.1 Herstellung der Monomere 108
2.6.2.2 Polymerisation 108
2.6.3 Struktur und Eigenschaften 109
2.6.3.1 MikroStruktur 109
2.6.3.2 Makrostruktur 110
2.6.3.3 Handelsübliche Typen 111
2.6.3.4 Spezialtypen 112
2.6.4 Compounding 112
2.6.4.1 Blends 113
2.6.4.2 Füllstoffe 114
2.6.4.3 Weichmacher 115
2.6.4.4 Alterungsschutz 116
2.6.4.5 Vernetzung 116
2.6.5 Eigenschaften der Vulkanisate und Anwendungen 117
2.6.5.1 Chemikalienbeständigkeit 118
2.6.5.2 Produkte für den Kontakt mit Lebensmitteln 119
2.6.5.3 Anwendungen 119
2.6.6 Hydrierter Nitrilkautschuk (HNBR) 119
2.6.6.1 Herstellung 119
2.6.6.2 Eigenschaften 120
2.6.6.3 Compounding 120
2.6.6.4 Eigenschaften der Vulkanisate 121
2.7 Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPM, EPDM) 122
2.7.1 Einleitung 122
2.7.2 Herstellung 122
2.7.2.1 Monomere 122
2.7.2.2 Polymerisation 122
2.7.2.3 Polymerisationsverfahren 123
2.7.3 Struktur und Eigenschaften 124
2.7.3.1 MikroStruktur 124
2.7.3.2 Termonomere 125
2.7.3.3 Makrostruktur 126
2.7.3.4 Handelsübliche EP(D)M-Kautschuktypen 126
2.7.4 Compounding 128
2.7.4.1 Blends 128
2.7.4.2 Füllstoffe 129
2.7.4.3 Weichmacher 129
2.7.4.4 Alterungsschutzmittel 129
2.7.4.5 Vernetzung 130
2.7.5 Mischungsherstellung und Verarbeitung 133
2.7.5.1 Mischungsherstellung 133
2.7.5.2 Verarbeitung 134
2.7.5.3 Vulkanisation 134
2.7.6 Eigenschaften der Vulkanisate und Anwendung 134
Inhalt XIII
2.7.6.1 Eigenschaften der Vulkanisate 134
2.7.6.2 Anwendung 135
2.8 Butylkautschuk und Halogen-Butylkautschuk 136
2.8.1 Butylkautschuk (IIR) 136
2.8.1.1 Einleitung 136
2.8.1.2 Herstellung 136
2.8.1.3 Struktur und Eigenschaften 138
2.8.1.4 Compounding 140
2.8.1.5 Eigenschaften der Vulkanisate und Anwendung 142
2.8.2 Halogen-Butylkautschuk (BIIR, CIIR) 144
2.8.2.1 Einleitung 144
2.8.2.2 Herstellung und Struktur 145
2.8.2.3 Eigenschaften 146
2.8.2.4 Compounding 146
2.8.2.5 Eigenschaften der Vulkanisate und Anwendung 149
2.9 Chloroprenkautschuk (CR) 150
2.9.1 Einleitung 150
2.9.2 Herstellung 150
2.9.2.1 Herstellung des Monomers 150
2.9.2.2 Polymerisation 151
2.9.2.3 Schwefelmodifiziertes Polychloropren
(Copolymer) 152
2.9.2.4 Mercaptanmodifiziertes Polychloropren
(Homopolymer) 152
2.9.2.5 Vorvernetztes Polychloropren 153
2.9.2.6 Handelsübliche Typen 153
2.9.3 Struktur und Eigenschaften 154
2.9.3.1 MikroStruktur 154
2.9.3.2 Glasübergangstemperatur und Kristallisation 156
2.9.3.3 Makrostruktur 157
2.9.3.4 Einfluss des Chloratoms 157
2.9.4 Compounding 157
2.9.4.1 Blends 157
2.9.4.2 Füllstoffe 157
2.9.4.3 Weichmacher 158
2.9.4.4 Alterungsschutzmittel 159
2.9.4.5 Vernetzung 159
2.9.5 Verarbeitung 161
2.9.5.1 Lagerung 161
2.9.5.2 Mischungsherstellung 161
2.9.5.3 Verarbeitung 161
2.9.6 Eigenschaften der Vulkanisate 161
2.9.7 Anwendung 162
2.9.7.1 Klebstoffe 163
2.10 Chloriertes und chlorsulfoniertes Polyethylen 164
2.10.1 Chloriertes Polyethylen (CM) 164
2.10.1.1 Einleitung 164
2.10.1.2 Herstellung 164
2.10.1.3 Struktur und Eigenschaften 164
XIV Inhalt
2.10.1.4 Compounding 165
2.10.1.5 Eigenschaften der Vulkanisate 165
2.10.2 Chlorsulfoniertes Polyethylen (CSM) 166
2.10.2.1 Einleitung 166
2.10.2.2 Herstellung 166
2.10.2.3 Struktur und Eigenschaften 166
2.10.2.4 Compounding 167
2.10.2.5 Eigenschaften der Vulkanisate und Anwendungen 168
2.10.3 Vernetztes Polyethylen 169
2.11 Epichlorhydrin-Kautschuk (ECO/CO/GECO) 170
2.11.1 Einleitung 170
2.11.2 Herstellung 171
2.11.3 Struktur und Eigenschaften 171
2.11.4 Compounding 172
2.11.4.1 Stabilisierung 172
2.11.4.2 Füllstoffe, Weichmacher 172
2.11.4.3 Vernetzung 172
2.11.5 Eigenschaften der Vulkanisate und Anwendung 173
2.12 Fluorkautschuke (FKM, FFKM) 174
2.12.1 Fluorkautschuk (FKM) 174
2.12.1.1 Einleitung 174
2.12.1.2 Herstellung 174
2.12.1.3 Struktur und Eigenschaften 175
2.12.1.4 Compounding 177
2.12.1.5 Eigenschaften der Vulkanisate und Anwendung 180
2.12.2 Perfluorkautschuk (FFKM) 181
2.12.2.1 Einleitung 181
2.12.2.2 Herstellung 181
2.12.2.3 Eigenschaften der Vulkanisate 182
2.12.3 Tetrafluorethylen-Propylen-Kautschuk (TFE/P) 182
2.12.3.1 Herstellung und Struktur 182
2.12.3.2 Compounding 182
2.12.3.3 Eigenschaften der Vulkanisate und Anwendung 183
2.13 Acrylatkautschuk (ACM) 184
2.13.1 Einleitung 184
2.13.2 Herstellung 184
2.13.2.1 Monomere 184
2.13.2.2 Polymerisation 185
2.13.3 Struktur und Eigenschaften 185
2.13.4 Compounding 186
2.13.4.1 Vernetzung von ACM mit chlorhaltigen
Comonomeren 186
2.13.4.2 Vernetzung von ACM mit Epoxygruppen 187
2.13.4.3 Verarbeitung 187
2.13.5 Eigenschaften der Vulkanisate und Anwendung 188
2.14 Ethylen-Acrylat- und Ethylen-Vinylacetat-Kautschuk 188
2.14.1 Ethylen-Acrylat-Kautschuk (AEM) 188
2.14.1.1 Einleitung 188
2.14.1.2 Struktur und Eigenschaften 189
Inhalt XV
2.14.1.3 Compounding 189
2.14.1.4 Eigenschaften der Vulkanisate und Anwendung 191
2.14.2 Ethylen-Vinylacetat-Kautschuk (EAM) 191
2.14.2.1 Einleitung 191
2.14.2.2 Herstellung 191
2.14.2.3 Struktur und Eigenschaften 192
2.14.2.4 Compounding 192
2.14.2.5 Eigenschaften der Vulkanisate und Anwendungen 193
2.15 Polysulfidkautschuk (T) 194
2.15.1 Einleitung 194
2.15.2 Herstellung und Struktur 194
2.15.3 Compounding 195
2.15.4 Eigenschaften der Vulkanisate und Anwendung 195
2.16 Silikonkautschuk 196
2.16.1 Einleitung 196
2.16.2 Herstellung 196
2.16.3 Struktur und Eigenschaften 198
2.16.3.1 VMQ 199
2.16.3.2 PMQ, PVMQ 199
2.16.3.3 FVMQ 199
2.16.3.4 Eigenschaften 199
2.16.4 Compounding 200
2.16.4.1 Füllstoffe und Weichmacher 200
2.16.4.2 Stabilisatoren, Flammschutzmittel 200
2.16.4.3 Vernetzung 200
2.16.5 Handelsübliche Silikonkautschuk-Typen 201
2.16.5.1 Fester Silikonkautschuk (HTV) 201
2.16.5.2 Flüssig-Silikonkautschuk (LSR) 202
2.16.5.3 Kaltvernetzender Silikonkautschuk (RTV) 203
2.16.6 Eigenschaften von Silikonkautschuk-Vulkanisaten 205
2.16.6.1 Permeabilität 206
2.16.6.2 Oberflächenenergie 207
2.16.6.3 Elektrische Eigenschaften, Brennbarkeit 207
2.16.6.4 Mechanische Eigenschaften 207
2.16.7 Anwendung 208
2.17 Polyalkenylene 208
2.17.1 Norbornenkautschuk (PNR) 209
2.17.1.1 Herstellung und Struktur 209
2.17.1.2 Compounding und Eigenschaften der Vulkanisate 210
2.17.1.3 Anwendung 211
2.17.2 Polyoctenamer 211
2.17.2.1 Herstellung 211
2.17.2.2 Struktur und Eigenschaften 211
2.17.2.3 Compounding 212
2.17.2.4 Anwendung 212
2.18 Polyurethankautschuk 213
2.18.1 Polymerisation und Struktur 213
2.18.1.1 Diisocyanate 214
2.18.1.2 Polydiole 214
XVI Inhalt
2.18.1.3 Kettenverlängerer, Vernetzer 215
2.18.1.4 Vernetzung, Verzweigung 216
2.18.2 Herstellverfahren 216
2.18.2.1 Präpolymer-Prozess 216
2.18.2.2 Einstufenprozess 216
2.18.3 Vernetzung 216
2.18.4 Verarbeitung 217
2.18.5 Elastomereigenschaften 217
2.19 Thermoplastische Elastomere (TPE) 218
2.19.1 Aufbau und Eigenschaften der thermoplastischen Elastomere 218
2.19.1.1 Blockcopolymere 220
2.19.1.2 Polymerblends 224
2.19.1.3 Elastomer-Thermoplast-Legierungen (TPE-V) 225
2.19.2 Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen 227
3 Füllstoffe, Vernetzungsmittel, Additive 231
3.1 Füllstoffe 231
3.1.1 Einleitung 231
3.1.2 Einteilung der Füllstoffe 232
3.1.3 Verstärkung durch Füllstoffe 233
3.1.3.1 Verstärkung 233
3.1.3.2 Einfluss verstärkender Füllstoffe auf die Viskosität
von Kautschuk 235
3.1.3.3 Einfluss verstärkender Füllstoffe auf die
Eigenschaften von Elastomeren 237
3.1.4 Ruß 243
3.1.4.1 Herstellung von Ruß 243
3.1.4.2 Theorie der Rußbildung 249
3.1.4.3 Aufbau von Ruß 250
3.1.4.4 Methoden zur Charakterisierung von Ruß 256
3.1.4.5 Chemische Zusammensetzung von Ruß 259
3.1.4.6 Klassifizierung der Ruße 260
3.1.4.7 Elektrische Leitfähigkeit 261
3.1.4.8 Toxikologie 262
3.1.5 Kieselsäuren und Silikate 262
3.1.5.1 Herstellung 262
3.1.5.2 Eigenschaften und Klassifizierung 264
3.1.5.3 Aufbau und Struktur von Kieselsäuren 266
3.1.5.4 Einfluss der Kieselsäuren auf die Eigenschaften
von Kautschuk und Elastomeren 267
3.1.5.5 Oberflächenmodifizierung von Kieselsäuren 270
3.1.6 Anorganische Füllstoffe 272
3.2 Vernetzungssysteme 276
3.2.1 Einleitung 276
3.2.2 Vernetzungsreaktionen 276
3.2.2.1 Reaktionsverlauf 279
3.2.2.2 Schwefelvernetzungs-Systeme 280
3.2.2.3 Reaktionsmöglichkeiten der Doppelbindung 281
3.2.2.4 Mechanismus der Schwefelvernetzung 283
Inhalt XVII
3.2.2.5 Schwefel-Beschleuniger-Systeme 291
3.2.2.6 Wirkungsweise der Beschleuniger 295
3.2.2.7 Effizienz der Schwefel Vernetzung 304
3.2.2.8 Schwefel 307
3.2.2.9 Aktivatoren 310
3.2.3 Peroxide 312
3.2.3.1 Einleitung 312
3.2.3.2 Reaktionsmechanismus 313
3.2.3.3 Coagenzien 315
3.2.3.4 Organische Peroxide 317
3.2.3.5 Eigenschaften von peroxidvernetzten Vulkanisaten 320
3.2.4 Vernetzung mit reaktiven Harzen 321
3.2.5 Vernetzung mit Chinondioxim-Verbindungen 322
3.2.6 Vernetzung mit Isocyanaten 322
3.2.7 Vernetzungssysteme für Kautschuke mit aktiven
Halogenatomen 323
3.2.8 Strahlenvernetzung 324
3.2.8.1 Einleitung 324
3.2.8.2 Photochemische Reaktionen 325
3.2.8.3 Elektronenstrahlen 326
3.2.8.4 Gamma-Strahlen 326
3.2.8.5 Mechanismus der Strahlenvernetzung 327
3.2.8.6 Anwendung 328
3.3 Weichmacher und Verarbeitungswirkstoffe 329
3.3.1 Weichmacher 330
3.3.1.1 Mineralölweichmacher 333
3.3.1.2 Synthetische Weichmacher 335
3.3.2 Verarbeitungswirkstoffe 337
3.3.2.1 Fettsäuren und Fettsäure-Derivate 337
3.3.2.2 Fettsäureester und Fettalkohole 338
3.3.2.3 Faktis 338
3.4 Alterungs-, UV- und Ozonschutzmittel 338
3.4.1 Mechanismus der Oxidation 339
3.4.2 Oxidationsstabilisatoren (Antioxidantien) 340
3.4.2.1 Präventive Stabilisatoren 340
3.4.2.2 Antioxidantien 340
3.4.3 Ozonschutzmittel 342
3.4.3.1 Schutzmaßnahmen 343
3.4.3.2 Ozonschutzwachse 343
3.4.3.3 Paraphenylendiamine 344
3.5 Sonstige Additive 344
3.5.1 Klebrigmacher-Harze 344
3.5.2 Pigmente, Farbstoffe 345
3.5.3 Treibmittel 346
3.5.4 Flammschutzmittel 346
3.5.5 Haftmittel 346
3.5.5.1 Haftung zu Stahldrähten 347
3.5.5.2 Haftvermittler 347
XVIII Inhalt
4 Verfahren zur Herstellung von Kautschukmischungen 349
4.1 Einführung 349
4.2 Wesentliche Mischungsbestandteile 352
4.3 Mischstufen 357
4.3.1 Mastizieren 358
4.3.2 Grundmischen 360
4.3.2.1 Füllstoffinkorporation 360
4.3.2.2 Füllstoffdispersion 362
4.3.2.3 Füllstoffe und Verarbeitungsverhalten 364
4.3.3 Fertigmischen 367
4.4 Mischverfahren 368
4.4.1 Mischen auf Walzwerken 368
4.4.1.1 Betriebsparameter 369
4.4.1.2 Mastizieren 374
4.4.1.3 Grand- und Fertigmischen 374
4.4.2 Mischen in Innenmischern 374
4.4.2.1 Konstraktive Merkmale von Innenmischern 375
4.4.2.2 Vor- und nachgeschaltete Anlagen 379
4.4.2.3 Rheologische und thermodynamische
Grandlagen 382
4.4.2.4 Einflussgrößen auf den Misch Vorgang 387
4.4.2.5 Einstufenmischen 405
4.4.3 Ausformen und Abkühlen der Mischungen 412
4.4.4 Kontinuierliche Mischverfahren 413
4.5 Mischungsprüfung 415
4.6 Betriebspraxis Mischen 417
4.7 Formelzeichen zu Kapitel 4 421
5 Verfahren zur Herstellung von Gummilösungen 425
5.1 Lösungsmittel und Löslichkeit 425
5.2 Herstellung von Gummilösungen 427
5.2.1 Lösvorgang 427
5.2.2 Lösverfahren 429
5.2.3 Lösungsprüfung 433
5.2.4 Betriebspraxis Lösen 435
6 Rheologisches und thermodynamisches Verhalten von Kautschuk¬
mischungen 437
6.1 Rheologisches Verhalten von Kautschukmischungen und
Vulkanisaten 437
6.1.1 Zeitabhängigkeit der Theologischen Eigenschaften bei
statischer Beanspruchung 437
6.1.2 Viskoelastische Körper bei periodischer Beanspruchung .... 445
6.2 Stationäres rheologisches Verhalten von Kautschukmischungen 449
6.2.1 Viskosität von Kautschukmischungen 449
6.2.2 Strömungsvorgänge 453
6.3 Wärmedissipation, -Übertragung und -leitung 457
6.4 Vernetzungsverhalten von Kautschukmischungen 463
6.4.1 Grandlagen 463
Inhalt XIX
6.4.2 Bestimmung der Vernetzungsdichte 464
6.4.3 Zeitlicher Verlauf der Vernetzungsreaktion 465
6.4.3.1 Vulkametrie 465
6.4.4 Reaktionskinetik 467
6.4.5 Bestimmung von Reaktionsordnung, Geschwindigkeits¬
konstante und Reaktionszeit 469
6.4.6 Temperaturabhängigkeit der Vernetzungsreaktion 470
6.5 Anisotherme Vulkanisation 471
6.6 Mischungsprüfung 475
6.6.1 Scherscheibenviskosimeter nach Mooney 475
6.6.1.1 Messprinzip 476
6.6.2 Viskoelastometer-Prüfung 477
6.6.2.1 Das Messprinzip 477
6.6.3 Oszillierende Methode 479
6.6.3.1 Messprinzip 479
6.6.4 Defoprüfung (neu) 479
6.6.4.1 Messprinzip 479
6.6.5 Korrelationen der Prüfverfahren 480
7 Prüfung von Elastomeren 485
7.1 Einleitung 485
7.1.1 Prüfmethoden 487
7.1.2 Herstellung der Prüfkörper 488
7.1.3 Streuung der Messwerte 489
7.2 Prüfung der quasistatischen mechanischen Eigenschaften 490
7.2.1 Härteprüfung 490
7.2.1.1 Grundlagen 490
7.2.1.2 Prüfmethoden 491
7.2.1.3 Normen 492
7.2.1.4 Präzision 494
7.2.2 Zugversuch 494
7.2.2.1 Grundlagen 494
7.2.2.2 Prüfmethode 495
7.2.2.3 Normen 496
7.2.2.4 Präzision 496
7.2.3 Druckversuch 497
7.2.3.1 Grundlagen 497
7.2.3.2 Normen 498
7.2.3.3 Präzision 499
7.2.4 Prüfung unter Schubbeanspruchung 499
7.2.4.1 Grundlagen 499
7.2.4.2 Normen 500
7.2.5 Prüfung des Weiterreißwiderstandes 500
7.2.5.1 Grundlagen 500
7.2.5.2 Prüfmethoden 501
7.2.5.3 Normen 501
7.2.5.4 Präzision 502
7.3 Prüfung der viskoelastischen Eigenschaften 502
7.3.1 Dynamische Prüfverfahren 502
XX Inhalt
7.3.1.1 Grundlagen 502
7.3.1.2 Prüfmethoden 503
7.3.1.3 Nonnen 504
7.3.2 Rückprallelastizität 505
7.3.2.1 Grundlagen 505
7.3.2.2 Normen 505
7.3.2.3 Präzision 506
7.4 Dauerschwingversuch (Ermüdung) 506
7.4.1 Grundlagen 506
7.4.2 Biegeprüfung und Risswachstum 507
7.4.2.1 Normen 507
7.4.3 Prüfung der Wärmebildung und des Zermürbungs-
widerstandes im Dauerschwingversuch (Flexometer-
prüfung) 508
7.4.3.1 Normen 508
7.5 Prüfung der Relaxation und Retardation 509
7.5.1 Grundlagen 509
7.5.1.1 Viskoelastische Vorgänge 509
7.5.1.2 Chemische Vorgänge 510
7.5.2 Spannungsrelaxation 511
7.5.2.1 Grundlagen 511
7.5.2.2 Prüfmethode 511
7.5.2.3 Normen 511
7.5.3 Verformungsrest - bleibende Verformung 512
7.5.3.1 Zugverformungsrest 512
7.5.3.2 Druckverformungsrest 513
7.5.4 Retardation - Kriechen 514
7.5.4.1 Grundlagen 514
7.5.4.2 Normen 515
7.6 Prüfung des Kälteverhaltens 515
7.6.1 Grundlagen 515
7.6.1.1 Einfrierverhalten 515
7.6.1.2 Kristallisationsverhalten 516
7.6.2 Prüfmethoden 517
7.6.2.1 Prüfung des Einfrierverhaltens 517
7.6.2.2 Ermittlung des Kristallisationsverhaltens/Kältelagerung .... 518
7.7 Abrieb und Verschleiß 518
7.7.1 Grundlagen 518
7.7.2 Prüfmethoden 519
7.7.2.1 Normen 519
7.8 Künstliche Alterung 521
7.8.1 Einfluss von Wärme und Sauerstoff 521
7.8.1.1 Prüfmethoden 521
7.8.1.2 Normen 522
7.8.2 Einfluss von Ozon 522
7.8.2.1 Grundlagen 522
7.8.2.2 Prüfverfahren 522
7.8.2.3 Normen 523
7.8.3 Künstliche und natürliche Bewitterung 523
Inhalt XXI
7.8.3.1 Künstliche Bewitterung - ISO 4892/DIN 53 387 523
7.8.3.2 Bewitterung im Freien - DIN 53 386 523
7.9 Elektrische Eigenschaften 524
7.9.1 Grundlagen 524
7.9.2 Prüfmethoden 524
7.10 Permeation 525
7.10.1 Grundlagen 525
7.10.2 Normen 526
7.10.3 Flüssigkeitsdurchlässigkeit 526
7.11 Quellungsprüfung 526
7.11.1 Grundlagen 526
7.11.2 Normen 527
8 Verfahren zur Herstellung von Bahnen und gummierten Geweben
durch Kalandrieren 529
8.1 Strömungsvorgänge im Walzenspalt 530
8.1.1 Geschwindigkeitsverteilung 531
8.1.2 Druckaufbau 534
8.1.3 Durchsatzverhalten 540
8.1.4 Temperaturentwicklung 540
8.1.5 Kalandereffekt und Schrumpf 542
8.2 Walzendurchbiegung und Kompensation 544
8.2.1 Walzenbombierung 546
8.2.2 Walzenschränkung 546
8.2.3 Walzengegenbiegung 547
8.2.4 Zusammenwirken von Spaltlast und Kompensations¬
maßnahmen 548
8.3 Kalanderlinie 549
8.3.1 Kalanderbeschickung 549
8.3.1.1 Vorwärmwalzwerke 550
8.3.1.2 Vorwärmextruder 551
8.3.1.3 Roller-Head-Anlage 553
8.3.2 Kalander 556
8.3.2.1 Bauformen 556
8.3.2.2 Walzen 557
8.3.2.3 Antrieb 559
8.3.2.4 Zusatzeinrichtungen 559
8.3.3 Nachfolgeeinrichtungen 560
8.3.3.1 Kühlung 560
8.3.3.2 Aufwicklung 563
8.4 Produktionsverfahren und -anlagen 565
8.4.1 Ausformen von Gummibahnen 566
8.4.2 Gummieren (Friktionieren) von Gewebe 567
8.4.3 Belegen von Geweben 567
8.5 Basisprobleme des Kalandrierens 568
8.5.1 Der sichere Kalanderprozess, das funktionstüchtige Produkt
und seine Abhängigkeit von Eigenklebrigkeit, Konfektions-
klebrigkeit und Fremdklebrigkeit der Kautschukmischungen
(Priorität 1) 569
XXII Inhalt
8.5.2 Entwicklung einer optimalen Schrumpfstrecke (Priorität 2) . 570
8.5.3 Walzenbombage bei großen Spaltkräften (Priorität 3) 570
8.5.4 Produktqualität und Spaltdruck (Priorität 4) 571
8.5.5 Entwicklung einer optimalen Kalanderfütterung (Priorität 5) 572
8.6 Betriebspraxis Kalandrieren 572
9 Verfahren zur Herstellung von Gummihalbzeugen durch Streichen 577
9.1 Imprägnieren 577
9.2 Streichen 578
9.2.1 Geschwindigkeitsverteilung 580
9.2.2 Trocknen 588
9.2.3 Sicherheitsmaßnahmen 592
9.2.4 Wickeln 592
9.2.5 Vulkanisieren 593
9.2.6 Betriebspraxis 593
10 Verfahren zur Herstellung von Halbzeugen durch Extrudieren 597
10.1 Extruder 598
10.1.1 Warmextruder 598
10.1.2 Kaltextruder 599
10.1.3 Förderverhalten 600
10.1.3.1 Einzugszone 600
10.1.3.2 Austragszone 603
10.1.4 Temperaturverhalten 616
10.1.5 Misch- und Homogenisierverhalten 625
10.1.5.1 Mischschnecken 626
10.1.5.2 Stiftzylinder 627
10.1.6 Entgasen 629
10.1.7 Maschinenbauliche Merkmale 632
10.1.8 Extruder mit Zahnradpumpe 633
10.2 Extrusionswerkzeuge 636
10.2.1 Bauarten 639
10.2.1.1 Geradeaus-Spritzkopf 639
10.2.1.2 Umlenk-Spritzkopf 640
10.2.1.3 Mehrfach-Spritzköpfe 641
10.2.2 Werkzeugauslegung nach Theologischen Gesichtspunkten .. 644
10.2.2.1 Extrusionsdruck 644
10.2.2.2 Flussausgleich 646
10.2.2.3 Fließstrukturen 652
10.2.2.4 Elastizität; Spritzquellung 653
10.2.2.5 Elastizität; Schrumpf 657
10.2.2.6 Mundstücksoberfläche 659
10.3 Nachfolgeeinrichtungen 660
10.4 Betriebspraxis Extrudieren 661
11 Verfahren der kontinuierlichen Vulkanisation 667
11.1 Allgemeines 669
11.1.1 Vakuumextruder 669
11.1.2 Vulkanisationsanlagen und Verfahren 670
Inhalt XXIII
11.2 Thermische Grundlagen der kontinuierlichen Vulkanisation 672
11.2.1 Wärmeübertragung 672
11.2.1.1 Wärmeleitung 672
11.2.1.2 Wärmeübertragung durch Konvektion 674
11.2.1.3 Wärmeübergang durch Strahlung 675
11.2.2 Dissipative Erwärmung 676
11.2.2.1 Energiezufuhr durch viskose Dissipation
(Schererwärmung) 676
11.2.2.2 Erwärmung durch elektromagnetische Wellen 677
11.3 Bestimmung der Vernetzungszeit 677
11.4 Kontinuierliche Vulkanisationsverfahren unter Druck 678
11.4.1 Rotationsvulkanisationsverfahren 679
11.4.1.1 Anlage 679
11.4.1.2 Vorteile/Nachteile 680
11.4.1.3 Anwendung 681
11.4.2 Doppelbandpressen 681
11.4.2.1 Anwendung 681
11.4.3 Ummantelungsverfahren 681
11.4.3.1 Bleimantel-Verfahren 681
11.4.3.2 Kunststoffmantel-Verfahren 682
11.4.4 Rohrverfahren 682
11.4.4.1 Kontinuierliche Dampfrohranlagen (CV-Anlagen) 684
11.4.4.2 Semikontinuierliche Dampfrohr-Anlagen 686
11.4.4.3 Heißgas-Anlagen 686
11.4.4.4 Infrarot-Rohranlagen 687
11.4.4.5 Flüssigkeitsbad-Anlagen (PLVC-Anlagen) 688
11.5 Drucklose kontinuierliche Vulkanisationsverfahren 689
11.5.1 Heißluft-Verfahren 689
11.5.1.1 Anlagen 690
11.5.2 Schock-Verfahren 694
11.5.2.1 Anlagen 694
11.5.3 Wirbelbett-Verfahren 694
11.5.3.1 Verfahrensprinzip 694
11.5.3.2 Anlage 695
11.5.4 Flüssigkeitsbad-Verfahren 696
11.5.4.1 Verfahrensprinzip der Flüssigkeitsbadvulkanisation 697
11.5.4.2 Salzbadverfahren 698
11.5.5 Scher-Spritzkopf-Verfahren 702
11.5.5.1 Verfahrensprinzip 702
11.5.5.2 Anlage 703
11.5.5.3 Vorteile/Nachteile 703
11.5.5.4 Anwendung 704
11.5.6 Mikrowellenvulkanisationsverfahren 704
11.5.6.1 Prinzip der Erwärmung durch Mikrowellen 705
11.5.6.2 Aufbau eines Mikrowellensystems 707
11.5.6.3 Leistung einer UHF-Anlage 708
11.5.6.4 UHF-Anlage 708
11.5.6.5 Vorteile/Nachteile 710
11.5.6.6 Anwendung 710
XXIV Inhalt
11.5.7 Strahlenvernetzungsverfahren 711
11.5.7.1 Prinzip der Strahlenvernetzung 712
11.5.7.2 Aufbau einer Elektronenbeschleunigeranlage 713
11.5.7.3 Vorteile/Nachteile 714
11.5.7.4 Anwendung 714
11.5.7.5 Vergleich verschiedener Vulkanisationsverfahren 715
11.6 Vor- und nachgeschaltete Anlagen 715
11.7 Abluftreinigung 718
11.7.1 Thermische Nachverbrennung 719
11.7.2 Elektrofüter 719
11.7.3 Tiefbettfilter 719
11.7.4 Adsorptionsverfahren 719
11.7.5 Biofilter 719
11.7.6 Wäscher 720
11.8 Aufbau von Mischungen für die drucklose kontinuierliche
Vulkanisation 720
11.8.1 Kautschuk 720
11.8.2 Füllstoffe 721
11.8.3 Weichmacher 722
11.8.4 Verarbeitungswirkstoffe 722
11.8.5 Faktis 722
11.8.6 Alterungs- und Ozonschutzmittel 722
11.8.7 Vernetzungssysteme für die kontinuierliche Vulkanisation .. 723
11.8.7.1 Schwefelvernetzungssysteme 723
11.8.7.2 Peroxidvernetzungssysteme 724
11.8.7.3 Vernetzungssysteme für Chloroprenkautschuk 724
11.8.8 Herstellung und Rezeptaufbau von Moosgummiprofilen .... 725
11.8.8.1 Rezeptaufbau 725
11.8.8.2 Herstellverfahren 725
12 Verfahren zur Herstellung von Elastomerformteilen 729
12.1 Pressverfahren 729
12.1.1 Prozessparameter 729
12.1.1.1 Druck 729
12.1.1.2 Temperatur 731
12.1.1.3 Vulkanisation 733
12.1.2 Pressenbauarten 735
12.1.3 Werkzeuge 736
12.1.4 Einsatzgebiete 736
12.2 Spritzprägeverfahren 738
12.3 Transferpressverfahren 740
12.3.1 Prozessparameter 740
12.3.1.1 Druck 741
12.3.1.2 Temperatur 743
12.3.1.3 Vulkanisation 744
12.3.2 Pressenbauarten 746
12.3.3 Werkzeuge 746
12.3.4 Flashless-Werkzeuge 747
12.3.5 Einsatzgebiete 750
Inhalt XXV
12.4 Transferpressverfahren mit Kaltkanal 751
12.4.1 Prozessparameter 751
12.4.2 Werkzeuge 752
12.5 Transferspritzpressverfahren 753
12.5.1 Prozessparameter 753
12.5.2 Transferspritzpressverfahren mit Kaltkanal 754
12.6 Spritzgießverfahren 755
12.6.1 Verfahrensablauf 755
12.6.2 Prozessparameter 757
12.6.2.1 Vorlagetemperatur 763
12.6.2.2 Einspritztemperatur 767
12.6.2.3 Einspritzgeschwindigkeit 772
12.6.2.4 Nachdruck 773
12.6.2.5 Staudruck 775
12.6.2.6 Vulkanisationszeit 775
12.6.2.7 Maschineneinrichten 779
12.6.3 Spritzgießmaschinen 780
12.6.3.1 Spritzeinheiten 782
12.6.3.2 Schließeinheiten 786
12.6.3.3 Auslegung von Spritz- und Schließeinheit 787
12.6.3.4 Kombinationen von Spritz- und
Schließeinheit 789
12.6.4 Spritzgießwerkzeuge 790
12.6.4.1 Werkzeugaufbau 790
12.6.4.2 Werkzeugauslegung nach Theologischen
Gesichtspunkten 791
12.6.4.3 Werkzeugauslegung nach thermodynamisehen
Gesichtspunkten 795
12.6.4.4 Kaltkanalverfahren 798
12.6.4.5 Gratarme Fertigung 802
12.6.4.6 Gummi-Metall-Verbindungen 803
12.6.4.7 Werkzeugparameter 805
12.6.5 Endbearbeitung 809
12.6.6 Optimale Formnestzahl und Verfahrensvergleich 810
12.6.7 Betriebspraxis 814
13 Gummiverbundkörper 821
13.1 Einleitung 821
13.2 Festigkeitsträger 823
13.2.1 Rohstoffe 823
13.2.2 Herstellung und Eigenschaften synthetischer Fasern 824
13.2.2.1 Spinnen 824
13.2.2.2 Verstrecken 824
13.2.2.3 Nachbehandeln 824
13.2.2.4 Eigenschaften der Synthesefasern 825
13.2.3 Aufbau von Garnen und Corden 826
13.2.4 Weiterverarbeitung der Fäden 827
13.3 Haftsysteme 827
13.3.1 Haftsysteme für textile Festigkeitsträger 827
XXVI Inhalt
13.3.1.1 Polyfunktionelle Haftmittel 828
13.3.1.2 Resorcin-Formaldehyd-Latex-Haftsystem (RFL-Dip) 828
13.3.1.3 Haftsysteme in der Kautschukmischung
(Direkthaftung) 828
13.3.2 Haftsysteme für Stahldrähte 829
13.3.2.1 Zink-Haftung 829
13.3.2.2 Messing-Haftung 829
13.4 Gummi-Metall-Verbünde 830
13.4.1 Vorbehandlung der Metallteile 831
13.4.2 Reinigungsmethoden 832
13.4.3 Haftmittel 832
13.4.4 Kunststoff-Kautschuk-Verbund 833
14 Verarbeitung von Thermoplastischen Elastomeren 837
14.1 Überblick über die Werkstoffe 837
14.2 Verarbeitung 844
14.2.1 Spritzgießen 846
14.2.2 Extrudieren 849
14.2.3 Blasformen 851
15 Automation in der Gummiindustrie 861
15.1 Prozesssteuerung und -regelung 862
15.2 Prozesssteuerung beim Mischen 867
15.3 Prozesssteuerung beim Lösen 874
15.4 Prozesssteuerung beim Kalandrieren 876
15.5 Prozesssteuerung beim Streichen 882
15.6 Prozesssteuerung beim Extrudieren 884
15.7 Prozesssteuerung beim Spritzgießen 891
15.8 Rechnerverbund 904
15.9 Handling 905
16 SPC Prozessüberwachung und Produktbeurteilung 911
16.1 Die verschiedenen Prüfungen 911
16.1.1 Prüfungen zur Prozessüberwachung 911
16.1.1.1 Prüfung der Prozessparameter 911
16.1.1.2 Prüfung der Produkte 913
16.1.2 Freigabeprüfungen 913
16.1.3 Prüfung nach Kunden-Spezifikation 913
16.2 Die SPC-Grundregeln 914
16.2.1 Auswahl der Prüfmerkmale 914
16.2.2 Festlegung der Stichproben 915
16.2.2.1 Stichproben-Häufigkeit 915
16.2.2.2 Stichproben-Umfang 915
16.3 Anlegen einer Q-Regelkarte 916
16.3.1 Anlegen einer Skala 916
16.3.1.1 Einzelmesswerte 917
16.3.1.2 Klassieren der Messwerte 917
16.3.2 Eintragen der Werte 918
16.4 Prozessanalyse 919
Inhalt XXVII
16.4.1 Die Normalverteilung 919
16.4.1.1 Das Wahrscheinlichkeits-Diagramm 920
16.4.2 Prozess-Fähigkeits-Analyse 921
16.4.2.1 Langzeit-Fähigkeit 922
16.4.2.2 Relative Mittelwert-Abweichung 922
16.4.2.3 Das Prozessmodell 923
16.4.2.4 Kurzzeit-Fähigkeit 924
16.5 Prozessüberwachung 925
16.5.1 Eingriffs-Grenzen 926
16.5.2 Sortiergrenzen 928
16.5.3 Laufende Prozessüberwachung mit Grenzwerten 929
16.6 Ständige Verbesserung 932
16.7 Einführung der SPC-Philosophie im Unternehmen 933
17 Elastomerprodukte 935
17.1 Elastomerbeschichtete Gewebe - moderne Verbundwerkstoffe mit
Tradition 935
17.1.1 Beschichtete Gewebe stehen am Anfang 935
17.1.2 Die Material- und Produktvielfalt ist riesengroß 936
17.1.3 Stoffe schützen Menschen 938
17.1.4 Der Verkehr rollt auch ohne Reifen, aber nicht ohne
gummierte Gewebe 941
17.1.5 Stoffe sind undurchdringlich 943
17.1.6 Wer denkt beim Zeitungslesen schon an beschichtete
Gewebe 944
17.1.7 Stoffe stehen zwar am Anfang, sie sind jedoch noch nicht
am Ende 948
17.2 Antriebsriemen in der Entwicklung 949
17.3 Formteile 954
17.3.1 Faltenbälge und Achsmanschetten 955
17.3.2 Puffer und Schienen 956
17.3.3 Triebwerkslager 957
17.3.4 Hydrolager 958
17.3.5 Membranen für Druckluft-Bremszylinder 959
17.3.6 Dichtungen, Reibräder 960
17.4 Die Luftfederung, eine regelbare Federung für Fahrzeuge 961
17.4.1 Anwendungsgebiete der Luftfederung 961
17.4.2 Luftfedertypen, Bauarten der Luftfedern 962
17.4.2.1 Luftfedern für Straßenfahrzeuge 962
17.4.2.2 Luftfedern für Schienenfahrzeuge 963
17.4.3 Regelprinzip der Luftfederung 964
17.4.4 Vorteile der Luftfederung 964
17.4.5 Aufbau der Luftfederbälge 966
17.4.6 Rollbälge als Federelemente 967
17.4.7 Anwendungsbeispiele 968
17.4.7.1 Luftfedern als Achsfedern im Nutzfahrzeug 968
17.4.7.2 Luftfedern zur Humanisierung des
Arbeitsplatzes 970
17.4.7.3 Luftfedern in Schienenfahrzeugen 970
XXVIII Inhalt
17.4.7.4 Luftfedern in Personenwagen 971
17.4.8 Zusammenfassung 973
17.5 Extrudierte Elastomerprofile 974
17.5.1 Herstellungsverfahren 975
17.5.2 Elastomervarianten 976
17.5.3 Befestigungssysteme 977
17.5.4 Oberflächenveredelung von Elastomerprofilen 979
17.5.5 Profile mit variablem Querschnitt 979
17.5.6 Sonderprofile 981
17.5.6.1 Pneumatisch steuerbare Elastomerprofile 981
17.5.6.2 Kontakt/Schaltprofile 982
17.5.6.3 Sonstige Profile 983
17.5.7 Anwendungsbeispiele für Elastomerprofile 983
17.5.7.1 Elastomerdichtungen in Kraftfahrzeugen 984
17.5.7.2 Elastomerprofile für das Bauwesen 984
17.5.8 Toleranzen 986
17.6 Technische Schläuche - Hochleistungsverbundkörper 987
17.6.1 Werkstoffe 987
17.6.2 Konstruktion 988
17.6.3 Moderne umweltfreundliche Schlauch-Konzeptionen 991
17.6.3.1 Kraftstoffschläuche 991
17.6.3.2 Kältemittelschläuche 992
17.6.3.3 Servolenkungsschläuche (Dehnschläuche) 992
17.6.3.4 Hydraulik-Bremsschläuche 994
17.6.3.5 Kühlwasserschläuche 995
17.6.3.6 Kraftfahrzeug-Schlauchbögen 996
17.6.3.7 Abzweigschläuche 996
17.7 Transportbänder 997
17.7.1 Einteilung, Anforderungen und Prüfung von Fördergurten .. 998
17.7.2 Stahlseilfördergurte 1001
17.7.2.1 Allgemeines 1001
17.7.2.2 Gurtaufbau und Konstruktion 1001
17.7.2.3 Haftung zwischen Gummi und Stahl 1004
17.7.3 Gewebebänder 1006
17.7.3.1 Allgemeines 1006
17.7.3.2 Gurtaufbau und Konstruktion 1007
17.7.3.3 Gewebegurte für den untertägigen Steinkohlenbergbau 1009
18 Recycling von Elastomeren 1013
18.1 Vermeidung von Abfällen 1013
18.2 Recycling vulkanisierter Abfälle und/oder Produkte 1015
19 Gefahrstoffmanagement, Umweltschutz und Altgummiverwertung 1023
19.1 Einleitung 1023
19.2 Umweltaspekte von Rohmaterialien 1024
19.2.1 Gesetzliche Vorgaben 1024
19.2.2 Einflussnahme auf die Rohstoffauswahl 1031
19.2.3 Arbeitshygiene und Umweltrelevanz bei der Verarbeitung .. 1033
Inhalt XXIX
19.2.3.1 Einsatz von Silanen in Fahrzeugreifen/Ethanol-
emissionen [19.31]: 1033
19.2.3.2 Vulkanisationsdämpfe 1034
19.2.3.3 Die Nitrosaminproblematik 1035
19.3 Emissionen in der Nutzungsphase 1037
19.3.1 Partikelemissionen und Elutionsverhalten 1037
19.3.2 Verdunstungsemissionen 1040
19.4 Energieverbrauch im dynamischen Einsatz 1042
19.4.1 Produkt-Ökobilanz eines Pkw-Reifens 1043
19.4.1.1 Sachbilanz 1043
19.4.1.2 Wirkungskategorien/Umweltpotenziale 1046
19.4.1.3 Bewertung und Ausblick 1048
19.5 Entsorgung gebrauchter Produkte: Verwertung und Beseitigung 1049
19.5.1 Wieder- und Weiterverwendung von Altreifen 1050
19.5.2 Werkstoffliche Verwertung 1051
19.5.2.1 Gummigranulat und Gummimehl 1051
19.5.2.2 Regenerierung 1052
19.5.3 Rohstoffliche Verwertung 1052
19.5.4 Verwertung als Energieträger 1053
19.5.4.1 Herstellung von Portlandzement 1053
19.5.4.2 Altreifenverwertung in der Zementindustrie 1054
19.5.4.3 Altreifenverwertung in Kraftwerken 1054
19.5.5 Verwertung technischer Alt-Elastomere 1055
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Inhalt
Vorwort V
Vorwort zur 2. Auflage VII
1 Einleitung 1
1.1 Kautschuktechnologie 1
1.2 Historische Entwicklung 4
1.2.1 Naturkautschuk 4
1.2.2 Synthesekautschuk 8
2 Aufbau, Herstellung und Eigenschaften von Kautschuk und Elastomeren. 13
2.1 Struktur und Eigenschaften 13
2.1.1 Einleitung 13
2.1.2 Verformungsverhalten von Elastomeren 14
2.1.2.1 Thermodynamische Theorie der Gummielastizität 14
2.1.2.2 Statistische Theorie der Gummielastizität 14
2.1.2.3 Verformung hyperelastischer Werkstoffe 17
2.1.2.4 Druckverformung 17
2.1.3 Temperatur- und Zeitabhängigkeit der viskoelastischen
Eigenschaften 19
2.1.3.1 Temperaturabhängigkeit 19
2.1.3.2 Zeitabhängigkeit 21
2.1.3.3 Zeit-Temperatur-Superpositionsprinzip 24
2.1.4 Struktur und Eigenschaften 25
2.1.4.1 Chemischer Aufbau 25
2.1.4.2 Mikrostraktur 26
2.1.4.3 Kristallisation 27
2.1.5 Synthese von Kautschuk 28
2.1.5.1 Polymerisation 28
2.1.5.2 Polyadditon und Polykondensation 32
2.1.5.3 Herstellverfahren 33
2.1.6 Klassifizierung von Kautschuk und Elastomeren 34
2.1.6.1 Klassifizierung der Kautschuke 34
2.1.6.2 Klassifizierung der Elastomere 35
2.1.7 Aufbau von Kautschukmischungen und Elastomer¬
eigenschaften 38
2.1.7.1 Aufbau von Kautschukmischungen 38
2.1.7.2 Grundanforderungen an Elastomere 39
2.2 Naturkautschuk (NR) 41
2.2.1 Einleitung 41
2.2.2 Vorkommen und Gewinnung 42
X Inhalt
2.2.2.1 Vorkommen von Naturkautschuk 42
2.2.2.2 Gewinnung von Naturkautschuk 43
2.2.2.3 Trans-Polyisopren (Guttapercha, Balata) 44
2.2.2.4 Biosynthese von Naturkautschuk 45
2.2.3 Aufbau und Zusammensetzung von Naturkautschuklatex . 46
2.2.4 Herstellung und Verarbeitung von Naturkautschuklatex . 48
2.2.4.1 Herstellung von Naturkautschuk-Latexkonzentrat 48
2.2.4.2 Modifizierter Latex 50
2.2.4.3 Verarbeitung von Latexkonzentrat 51
2.2.5 Herstellung von Naturkautschuk (Festkautschuk) 54
2.2.5.1 Konventionelle Naturkautschuksorten 54
2.2.5.2 Technisch spezifizierter Kautschuk (TSR) 58
2.2.5.3 Spezialtypen 60
2.2.6 Eigenschaften von Naturkautschuk 61
2.2.6.1 Einfluss der Herstellmethode 61
2.2.6.2 Einfluss der Struktur 62
2.2.6.3 Abbauverhalten von Naturkautschuk (Mastikation) 65
2.2.7 Verarbeitung von Naturkautschuk 66
2.2.7.1 Mischen 67
2.2.7.2 Formgeben 67
2.2.7.3 Vulkanisation 67
2.2.8 Compounding von Naturkautschuk 67
2.2.8.1 Blends mit anderen Kautschuken 67
2.2.8.2 Füllstoffe 68
2.2.8.3 Weichmacher 68
2.2.8.4 Stabilisatoren, Alterungsschutzmittel 68
2.2.8.5 Ozonschutzmittel 69
2.2.8.6 Vernetzung 69
2.2.9 Eigenschaften der Naturkautschuk-Vulkanisate 71
2.2.9.1 Härte 71
2.2.9.2 Reißfestigkeit, Reißdehnung 71
2.2.9.3 Weiterreißwiderstand 72
2.2.9.4 Elastizität 72
2.2.9.5 Verformungsverhalten 72
2.2.9.6 Wärme-, Alterungs- und Witterungs¬
beständigkeit 72
2.2.9.7 Alterungsverhalten an der Luft 73
2.2.9.8 Ozonbeständigkeit 73
2.2.9.9 Kälteverhalten 73
2.2.9.10 Elektrische Eigenschaften 73
2.2.9.11 Beständigkeit gegen Chemikalien 73
2.2.10 Anwendung von Naturkautschuk 73
2.2.11 Modifizierter Naturkautschuk 74
2.2.11.1 Vorvernetzter Kautschuk 75
2.2.11.2 Deproteinisierter Kautschuk 75
2.2.11.3 Pfropf-Kautschuk 76
2.2.11.4 Thermoplastischer Naturkautschuk 76
2.3 Polybutadien (BR) 77
2.3.1 Einleitung 77
Inhalt XI
2.3.2 Struktur und Eigenschaften 77
2.3.2.1 MikroStruktur 77
2.3.2.2 Makrostruktur 81
2.3.3 Herstellverfahren 81
2.3.3.1 Anionische Polymerisation 82
2.3.3.2 Anionisch koordinative Polymerisation 83
2.3.3.3 Radikalische Polymerisation von Butadien 85
2.3.4 Verarbeitungsverhalten von Polybutadien 86
2.3.5 Compounding und Eigenschaften 86
2.3.5.1 Verschnitte mit anderen Kautschuken 86
2.3.5.2 Füllstoffe, Weichmacher 87
2.3.5.3 Vernetzung 87
2.3.5.4 Alterungs- und Ozonschutz 87
2.3.5.5 Mischungsherstellung und Weiterverarbeitung 87
2.3.6 Eigenschaften und Anwendung der Elastomere 88
2.3.6.1 Eigenschaften 88
2.3.6.2 Anwendung 88
2.4 Polyisopren (IR) 89
2.4.1 Einleitung 89
2.4.2 Herstellung 90
2.4.2.1 Monomer 90
2.4.2.2 Polymerisationsverfahren 90
2.4.2.3 MikroStruktur 91
2.4.3 Eigenschaften 92
2.4.3.1 Li-Polyisopren 92
2.4.3.2 Ti-Polyisopren 92
2.4.4 Rezeptaufbau, Verarbeitung und Anwendung 93
2.4.4.1 Rezeptaufbau 93
2.4.4.2 Verarbeitung 93
2.4.4.3 Anwendung 93
2.5 Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) 93
2.5.1 Einleitung 93
2.5.2 Herstellung und Struktur 94
2.5.2.1 Herstellung der Monomere 94
2.5.2.2 Radikalische Emulsionspolymerisation 95
2.5.2.3 Anionische Polymerisation (Lösungs-SBR) 98
2.5.3 Zusammensetzung und Eigenschaften von E-SBR 98
2.5.4 Compounding 100
2.5.4.1 Verarbeitungsverhalten 101
2.5.4.2 Blends 101
2.5.4.3 Füllstoffe 101
2.5.4.4 Weichmacher, Additive 102
2.5.4.5 Alterungs- und Witterungsschutz 102
2.5.4.6 Vernetzungssysteme 102
2.5.5 Eigenschaften und Anwendung der Vulkanisate 103
2.5.5.1 Anwendung 104
2.5.6 Lösungs-SBR (S-SBR) 104
2.5.6.1 Einleitung 104
2.5.6.2 Anionische Polymerisation 104
XII Inhalt
2.5.6.3 Herstellung von S-SBR 106
2.5.6.4 Eigenschaften und Anwendung 106
2.6 Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR) 107
2.6.1 Einleitung 107
2.6.2 Herstellung 108
2.6.2.1 Herstellung der Monomere 108
2.6.2.2 Polymerisation 108
2.6.3 Struktur und Eigenschaften 109
2.6.3.1 MikroStruktur 109
2.6.3.2 Makrostruktur 110
2.6.3.3 Handelsübliche Typen 111
2.6.3.4 Spezialtypen 112
2.6.4 Compounding 112
2.6.4.1 Blends 113
2.6.4.2 Füllstoffe 114
2.6.4.3 Weichmacher 115
2.6.4.4 Alterungsschutz 116
2.6.4.5 Vernetzung 116
2.6.5 Eigenschaften der Vulkanisate und Anwendungen 117
2.6.5.1 Chemikalienbeständigkeit 118
2.6.5.2 Produkte für den Kontakt mit Lebensmitteln 119
2.6.5.3 Anwendungen 119
2.6.6 Hydrierter Nitrilkautschuk (HNBR) 119
2.6.6.1 Herstellung 119
2.6.6.2 Eigenschaften 120
2.6.6.3 Compounding 120
2.6.6.4 Eigenschaften der Vulkanisate 121
2.7 Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPM, EPDM) 122
2.7.1 Einleitung 122
2.7.2 Herstellung 122
2.7.2.1 Monomere 122
2.7.2.2 Polymerisation 122
2.7.2.3 Polymerisationsverfahren 123
2.7.3 Struktur und Eigenschaften 124
2.7.3.1 MikroStruktur 124
2.7.3.2 Termonomere 125
2.7.3.3 Makrostruktur 126
2.7.3.4 Handelsübliche EP(D)M-Kautschuktypen 126
2.7.4 Compounding 128
2.7.4.1 Blends 128
2.7.4.2 Füllstoffe 129
2.7.4.3 Weichmacher 129
2.7.4.4 Alterungsschutzmittel 129
2.7.4.5 Vernetzung 130
2.7.5 Mischungsherstellung und Verarbeitung 133
2.7.5.1 Mischungsherstellung 133
2.7.5.2 Verarbeitung 134
2.7.5.3 Vulkanisation 134
2.7.6 Eigenschaften der Vulkanisate und Anwendung 134
Inhalt XIII
2.7.6.1 Eigenschaften der Vulkanisate 134
2.7.6.2 Anwendung 135
2.8 Butylkautschuk und Halogen-Butylkautschuk 136
2.8.1 Butylkautschuk (IIR) 136
2.8.1.1 Einleitung 136
2.8.1.2 Herstellung 136
2.8.1.3 Struktur und Eigenschaften 138
2.8.1.4 Compounding 140
2.8.1.5 Eigenschaften der Vulkanisate und Anwendung 142
2.8.2 Halogen-Butylkautschuk (BIIR, CIIR) 144
2.8.2.1 Einleitung 144
2.8.2.2 Herstellung und Struktur 145
2.8.2.3 Eigenschaften 146
2.8.2.4 Compounding 146
2.8.2.5 Eigenschaften der Vulkanisate und Anwendung 149
2.9 Chloroprenkautschuk (CR) 150
2.9.1 Einleitung 150
2.9.2 Herstellung 150
2.9.2.1 Herstellung des Monomers 150
2.9.2.2 Polymerisation 151
2.9.2.3 Schwefelmodifiziertes Polychloropren
(Copolymer) 152
2.9.2.4 Mercaptanmodifiziertes Polychloropren
(Homopolymer) 152
2.9.2.5 Vorvernetztes Polychloropren 153
2.9.2.6 Handelsübliche Typen 153
2.9.3 Struktur und Eigenschaften 154
2.9.3.1 MikroStruktur 154
2.9.3.2 Glasübergangstemperatur und Kristallisation 156
2.9.3.3 Makrostruktur 157
2.9.3.4 Einfluss des Chloratoms 157
2.9.4 Compounding 157
2.9.4.1 Blends 157
2.9.4.2 Füllstoffe 157
2.9.4.3 Weichmacher 158
2.9.4.4 Alterungsschutzmittel 159
2.9.4.5 Vernetzung 159
2.9.5 Verarbeitung 161
2.9.5.1 Lagerung 161
2.9.5.2 Mischungsherstellung 161
2.9.5.3 Verarbeitung 161
2.9.6 Eigenschaften der Vulkanisate 161
2.9.7 Anwendung 162
2.9.7.1 Klebstoffe 163
2.10 Chloriertes und chlorsulfoniertes Polyethylen 164
2.10.1 Chloriertes Polyethylen (CM) 164
2.10.1.1 Einleitung 164
2.10.1.2 Herstellung 164
2.10.1.3 Struktur und Eigenschaften 164
XIV Inhalt
2.10.1.4 Compounding 165
2.10.1.5 Eigenschaften der Vulkanisate 165
2.10.2 Chlorsulfoniertes Polyethylen (CSM) 166
2.10.2.1 Einleitung 166
2.10.2.2 Herstellung 166
2.10.2.3 Struktur und Eigenschaften 166
2.10.2.4 Compounding 167
2.10.2.5 Eigenschaften der Vulkanisate und Anwendungen 168
2.10.3 Vernetztes Polyethylen 169
2.11 Epichlorhydrin-Kautschuk (ECO/CO/GECO) 170
2.11.1 Einleitung 170
2.11.2 Herstellung 171
2.11.3 Struktur und Eigenschaften 171
2.11.4 Compounding 172
2.11.4.1 Stabilisierung 172
2.11.4.2 Füllstoffe, Weichmacher 172
2.11.4.3 Vernetzung 172
2.11.5 Eigenschaften der Vulkanisate und Anwendung 173
2.12 Fluorkautschuke (FKM, FFKM) 174
2.12.1 Fluorkautschuk (FKM) 174
2.12.1.1 Einleitung 174
2.12.1.2 Herstellung 174
2.12.1.3 Struktur und Eigenschaften 175
2.12.1.4 Compounding 177
2.12.1.5 Eigenschaften der Vulkanisate und Anwendung 180
2.12.2 Perfluorkautschuk (FFKM) 181
2.12.2.1 Einleitung 181
2.12.2.2 Herstellung 181
2.12.2.3 Eigenschaften der Vulkanisate 182
2.12.3 Tetrafluorethylen-Propylen-Kautschuk (TFE/P) 182
2.12.3.1 Herstellung und Struktur 182
2.12.3.2 Compounding 182
2.12.3.3 Eigenschaften der Vulkanisate und Anwendung 183
2.13 Acrylatkautschuk (ACM) 184
2.13.1 Einleitung 184
2.13.2 Herstellung 184
2.13.2.1 Monomere 184
2.13.2.2 Polymerisation 185
2.13.3 Struktur und Eigenschaften 185
2.13.4 Compounding 186
2.13.4.1 Vernetzung von ACM mit chlorhaltigen
Comonomeren 186
2.13.4.2 Vernetzung von ACM mit Epoxygruppen 187
2.13.4.3 Verarbeitung 187
2.13.5 Eigenschaften der Vulkanisate und Anwendung 188
2.14 Ethylen-Acrylat- und Ethylen-Vinylacetat-Kautschuk 188
2.14.1 Ethylen-Acrylat-Kautschuk (AEM) 188
2.14.1.1 Einleitung 188
2.14.1.2 Struktur und Eigenschaften 189
Inhalt XV
2.14.1.3 Compounding 189
2.14.1.4 Eigenschaften der Vulkanisate und Anwendung 191
2.14.2 Ethylen-Vinylacetat-Kautschuk (EAM) 191
2.14.2.1 Einleitung 191
2.14.2.2 Herstellung 191
2.14.2.3 Struktur und Eigenschaften 192
2.14.2.4 Compounding 192
2.14.2.5 Eigenschaften der Vulkanisate und Anwendungen 193
2.15 Polysulfidkautschuk (T) 194
2.15.1 Einleitung 194
2.15.2 Herstellung und Struktur 194
2.15.3 Compounding 195
2.15.4 Eigenschaften der Vulkanisate und Anwendung 195
2.16 Silikonkautschuk 196
2.16.1 Einleitung 196
2.16.2 Herstellung 196
2.16.3 Struktur und Eigenschaften 198
2.16.3.1 VMQ 199
2.16.3.2 PMQ, PVMQ 199
2.16.3.3 FVMQ 199
2.16.3.4 Eigenschaften 199
2.16.4 Compounding 200
2.16.4.1 Füllstoffe und Weichmacher 200
2.16.4.2 Stabilisatoren, Flammschutzmittel 200
2.16.4.3 Vernetzung 200
2.16.5 Handelsübliche Silikonkautschuk-Typen 201
2.16.5.1 Fester Silikonkautschuk (HTV) 201
2.16.5.2 Flüssig-Silikonkautschuk (LSR) 202
2.16.5.3 Kaltvernetzender Silikonkautschuk (RTV) 203
2.16.6 Eigenschaften von Silikonkautschuk-Vulkanisaten 205
2.16.6.1 Permeabilität 206
2.16.6.2 Oberflächenenergie 207
2.16.6.3 Elektrische Eigenschaften, Brennbarkeit 207
2.16.6.4 Mechanische Eigenschaften 207
2.16.7 Anwendung 208
2.17 Polyalkenylene 208
2.17.1 Norbornenkautschuk (PNR) 209
2.17.1.1 Herstellung und Struktur 209
2.17.1.2 Compounding und Eigenschaften der Vulkanisate 210
2.17.1.3 Anwendung 211
2.17.2 Polyoctenamer 211
2.17.2.1 Herstellung 211
2.17.2.2 Struktur und Eigenschaften 211
2.17.2.3 Compounding 212
2.17.2.4 Anwendung 212
2.18 Polyurethankautschuk 213
2.18.1 Polymerisation und Struktur 213
2.18.1.1 Diisocyanate 214
2.18.1.2 Polydiole 214
XVI Inhalt
2.18.1.3 Kettenverlängerer, Vernetzer 215
2.18.1.4 Vernetzung, Verzweigung 216
2.18.2 Herstellverfahren 216
2.18.2.1 Präpolymer-Prozess 216
2.18.2.2 Einstufenprozess 216
2.18.3 Vernetzung 216
2.18.4 Verarbeitung 217
2.18.5 Elastomereigenschaften 217
2.19 Thermoplastische Elastomere (TPE) 218
2.19.1 Aufbau und Eigenschaften der thermoplastischen Elastomere 218
2.19.1.1 Blockcopolymere 220
2.19.1.2 Polymerblends 224
2.19.1.3 Elastomer-Thermoplast-Legierungen (TPE-V) 225
2.19.2 Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen 227
3 Füllstoffe, Vernetzungsmittel, Additive 231
3.1 Füllstoffe 231
3.1.1 Einleitung 231
3.1.2 Einteilung der Füllstoffe 232
3.1.3 Verstärkung durch Füllstoffe 233
3.1.3.1 Verstärkung 233
3.1.3.2 Einfluss verstärkender Füllstoffe auf die Viskosität
von Kautschuk 235
3.1.3.3 Einfluss verstärkender Füllstoffe auf die
Eigenschaften von Elastomeren 237
3.1.4 Ruß 243
3.1.4.1 Herstellung von Ruß 243
3.1.4.2 Theorie der Rußbildung 249
3.1.4.3 Aufbau von Ruß 250
3.1.4.4 Methoden zur Charakterisierung von Ruß 256
3.1.4.5 Chemische Zusammensetzung von Ruß 259
3.1.4.6 Klassifizierung der Ruße 260
3.1.4.7 Elektrische Leitfähigkeit 261
3.1.4.8 Toxikologie 262
3.1.5 Kieselsäuren und Silikate 262
3.1.5.1 Herstellung 262
3.1.5.2 Eigenschaften und Klassifizierung 264
3.1.5.3 Aufbau und Struktur von Kieselsäuren 266
3.1.5.4 Einfluss der Kieselsäuren auf die Eigenschaften
von Kautschuk und Elastomeren 267
3.1.5.5 Oberflächenmodifizierung von Kieselsäuren 270
3.1.6 Anorganische Füllstoffe 272
3.2 Vernetzungssysteme 276
3.2.1 Einleitung 276
3.2.2 Vernetzungsreaktionen 276
3.2.2.1 Reaktionsverlauf 279
3.2.2.2 Schwefelvernetzungs-Systeme 280
3.2.2.3 Reaktionsmöglichkeiten der Doppelbindung 281
3.2.2.4 Mechanismus der Schwefelvernetzung 283
Inhalt XVII
3.2.2.5 Schwefel-Beschleuniger-Systeme 291
3.2.2.6 Wirkungsweise der Beschleuniger 295
3.2.2.7 Effizienz der Schwefel Vernetzung 304
3.2.2.8 Schwefel 307
3.2.2.9 Aktivatoren 310
3.2.3 Peroxide 312
3.2.3.1 Einleitung 312
3.2.3.2 Reaktionsmechanismus 313
3.2.3.3 Coagenzien 315
3.2.3.4 Organische Peroxide 317
3.2.3.5 Eigenschaften von peroxidvernetzten Vulkanisaten 320
3.2.4 Vernetzung mit reaktiven Harzen 321
3.2.5 Vernetzung mit Chinondioxim-Verbindungen 322
3.2.6 Vernetzung mit Isocyanaten 322
3.2.7 Vernetzungssysteme für Kautschuke mit aktiven
Halogenatomen 323
3.2.8 Strahlenvernetzung 324
3.2.8.1 Einleitung 324
3.2.8.2 Photochemische Reaktionen 325
3.2.8.3 Elektronenstrahlen 326
3.2.8.4 Gamma-Strahlen 326
3.2.8.5 Mechanismus der Strahlenvernetzung 327
3.2.8.6 Anwendung 328
3.3 Weichmacher und Verarbeitungswirkstoffe 329
3.3.1 Weichmacher 330
3.3.1.1 Mineralölweichmacher 333
3.3.1.2 Synthetische Weichmacher 335
3.3.2 Verarbeitungswirkstoffe 337
3.3.2.1 Fettsäuren und Fettsäure-Derivate 337
3.3.2.2 Fettsäureester und Fettalkohole 338
3.3.2.3 Faktis 338
3.4 Alterungs-, UV- und Ozonschutzmittel 338
3.4.1 Mechanismus der Oxidation 339
3.4.2 Oxidationsstabilisatoren (Antioxidantien) 340
3.4.2.1 Präventive Stabilisatoren 340
3.4.2.2 Antioxidantien 340
3.4.3 Ozonschutzmittel 342
3.4.3.1 Schutzmaßnahmen 343
3.4.3.2 Ozonschutzwachse 343
3.4.3.3 Paraphenylendiamine 344
3.5 Sonstige Additive 344
3.5.1 Klebrigmacher-Harze 344
3.5.2 Pigmente, Farbstoffe 345
3.5.3 Treibmittel 346
3.5.4 Flammschutzmittel 346
3.5.5 Haftmittel 346
3.5.5.1 Haftung zu Stahldrähten 347
3.5.5.2 Haftvermittler 347
XVIII Inhalt
4 Verfahren zur Herstellung von Kautschukmischungen 349
4.1 Einführung 349
4.2 Wesentliche Mischungsbestandteile 352
4.3 Mischstufen 357
4.3.1 Mastizieren 358
4.3.2 Grundmischen 360
4.3.2.1 Füllstoffinkorporation 360
4.3.2.2 Füllstoffdispersion 362
4.3.2.3 Füllstoffe und Verarbeitungsverhalten 364
4.3.3 Fertigmischen 367
4.4 Mischverfahren 368
4.4.1 Mischen auf Walzwerken 368
4.4.1.1 Betriebsparameter 369
4.4.1.2 Mastizieren 374
4.4.1.3 Grand- und Fertigmischen 374
4.4.2 Mischen in Innenmischern 374
4.4.2.1 Konstraktive Merkmale von Innenmischern 375
4.4.2.2 Vor- und nachgeschaltete Anlagen 379
4.4.2.3 Rheologische und thermodynamische
Grandlagen 382
4.4.2.4 Einflussgrößen auf den Misch Vorgang 387
4.4.2.5 Einstufenmischen 405
4.4.3 Ausformen und Abkühlen der Mischungen 412
4.4.4 Kontinuierliche Mischverfahren 413
4.5 Mischungsprüfung 415
4.6 Betriebspraxis Mischen 417
4.7 Formelzeichen zu Kapitel 4 421
5 Verfahren zur Herstellung von Gummilösungen 425
5.1 Lösungsmittel und Löslichkeit 425
5.2 Herstellung von Gummilösungen 427
5.2.1 Lösvorgang 427
5.2.2 Lösverfahren 429
5.2.3 Lösungsprüfung 433
5.2.4 Betriebspraxis Lösen 435
6 Rheologisches und thermodynamisches Verhalten von Kautschuk¬
mischungen 437
6.1 Rheologisches Verhalten von Kautschukmischungen und
Vulkanisaten 437
6.1.1 Zeitabhängigkeit der Theologischen Eigenschaften bei
statischer Beanspruchung 437
6.1.2 Viskoelastische Körper bei periodischer Beanspruchung . 445
6.2 Stationäres rheologisches Verhalten von Kautschukmischungen 449
6.2.1 Viskosität von Kautschukmischungen 449
6.2.2 Strömungsvorgänge 453
6.3 Wärmedissipation, -Übertragung und -leitung 457
6.4 Vernetzungsverhalten von Kautschukmischungen 463
6.4.1 Grandlagen 463
Inhalt XIX
6.4.2 Bestimmung der Vernetzungsdichte 464
6.4.3 Zeitlicher Verlauf der Vernetzungsreaktion 465
6.4.3.1 Vulkametrie 465
6.4.4 Reaktionskinetik 467
6.4.5 Bestimmung von Reaktionsordnung, Geschwindigkeits¬
konstante und Reaktionszeit 469
6.4.6 Temperaturabhängigkeit der Vernetzungsreaktion 470
6.5 Anisotherme Vulkanisation 471
6.6 Mischungsprüfung 475
6.6.1 Scherscheibenviskosimeter nach Mooney 475
6.6.1.1 Messprinzip 476
6.6.2 Viskoelastometer-Prüfung 477
6.6.2.1 Das Messprinzip 477
6.6.3 Oszillierende Methode 479
6.6.3.1 Messprinzip 479
6.6.4 Defoprüfung (neu) 479
6.6.4.1 Messprinzip 479
6.6.5 Korrelationen der Prüfverfahren 480
7 Prüfung von Elastomeren 485
7.1 Einleitung 485
7.1.1 Prüfmethoden 487
7.1.2 Herstellung der Prüfkörper 488
7.1.3 Streuung der Messwerte 489
7.2 Prüfung der quasistatischen mechanischen Eigenschaften 490
7.2.1 Härteprüfung 490
7.2.1.1 Grundlagen 490
7.2.1.2 Prüfmethoden 491
7.2.1.3 Normen 492
7.2.1.4 Präzision 494
7.2.2 Zugversuch 494
7.2.2.1 Grundlagen 494
7.2.2.2 Prüfmethode 495
7.2.2.3 Normen 496
7.2.2.4 Präzision 496
7.2.3 Druckversuch 497
7.2.3.1 Grundlagen 497
7.2.3.2 Normen 498
7.2.3.3 Präzision 499
7.2.4 Prüfung unter Schubbeanspruchung 499
7.2.4.1 Grundlagen 499
7.2.4.2 Normen 500
7.2.5 Prüfung des Weiterreißwiderstandes 500
7.2.5.1 Grundlagen 500
7.2.5.2 Prüfmethoden 501
7.2.5.3 Normen 501
7.2.5.4 Präzision 502
7.3 Prüfung der viskoelastischen Eigenschaften 502
7.3.1 Dynamische Prüfverfahren 502
XX Inhalt
7.3.1.1 Grundlagen 502
7.3.1.2 Prüfmethoden 503
7.3.1.3 Nonnen 504
7.3.2 Rückprallelastizität 505
7.3.2.1 Grundlagen 505
7.3.2.2 Normen 505
7.3.2.3 Präzision 506
7.4 Dauerschwingversuch (Ermüdung) 506
7.4.1 Grundlagen 506
7.4.2 Biegeprüfung und Risswachstum 507
7.4.2.1 Normen 507
7.4.3 Prüfung der Wärmebildung und des Zermürbungs-
widerstandes im Dauerschwingversuch (Flexometer-
prüfung) 508
7.4.3.1 Normen 508
7.5 Prüfung der Relaxation und Retardation 509
7.5.1 Grundlagen 509
7.5.1.1 Viskoelastische Vorgänge 509
7.5.1.2 Chemische Vorgänge 510
7.5.2 Spannungsrelaxation 511
7.5.2.1 Grundlagen 511
7.5.2.2 Prüfmethode 511
7.5.2.3 Normen 511
7.5.3 Verformungsrest - bleibende Verformung 512
7.5.3.1 Zugverformungsrest 512
7.5.3.2 Druckverformungsrest 513
7.5.4 Retardation - Kriechen 514
7.5.4.1 Grundlagen 514
7.5.4.2 Normen 515
7.6 Prüfung des Kälteverhaltens 515
7.6.1 Grundlagen 515
7.6.1.1 Einfrierverhalten 515
7.6.1.2 Kristallisationsverhalten 516
7.6.2 Prüfmethoden 517
7.6.2.1 Prüfung des Einfrierverhaltens 517
7.6.2.2 Ermittlung des Kristallisationsverhaltens/Kältelagerung . 518
7.7 Abrieb und Verschleiß 518
7.7.1 Grundlagen 518
7.7.2 Prüfmethoden 519
7.7.2.1 Normen 519
7.8 Künstliche Alterung 521
7.8.1 Einfluss von Wärme und Sauerstoff 521
7.8.1.1 Prüfmethoden 521
7.8.1.2 Normen 522
7.8.2 Einfluss von Ozon 522
7.8.2.1 Grundlagen 522
7.8.2.2 Prüfverfahren 522
7.8.2.3 Normen 523
7.8.3 Künstliche und natürliche Bewitterung 523
Inhalt XXI
7.8.3.1 Künstliche Bewitterung - ISO 4892/DIN 53 387 523
7.8.3.2 Bewitterung im Freien - DIN 53 386 523
7.9 Elektrische Eigenschaften 524
7.9.1 Grundlagen 524
7.9.2 Prüfmethoden 524
7.10 Permeation 525
7.10.1 Grundlagen 525
7.10.2 Normen 526
7.10.3 Flüssigkeitsdurchlässigkeit 526
7.11 Quellungsprüfung 526
7.11.1 Grundlagen 526
7.11.2 Normen 527
8 Verfahren zur Herstellung von Bahnen und gummierten Geweben
durch Kalandrieren 529
8.1 Strömungsvorgänge im Walzenspalt 530
8.1.1 Geschwindigkeitsverteilung 531
8.1.2 Druckaufbau 534
8.1.3 Durchsatzverhalten 540
8.1.4 Temperaturentwicklung 540
8.1.5 Kalandereffekt und Schrumpf 542
8.2 Walzendurchbiegung und Kompensation 544
8.2.1 Walzenbombierung 546
8.2.2 Walzenschränkung 546
8.2.3 Walzengegenbiegung 547
8.2.4 Zusammenwirken von Spaltlast und Kompensations¬
maßnahmen 548
8.3 Kalanderlinie 549
8.3.1 Kalanderbeschickung 549
8.3.1.1 Vorwärmwalzwerke 550
8.3.1.2 Vorwärmextruder 551
8.3.1.3 Roller-Head-Anlage 553
8.3.2 Kalander 556
8.3.2.1 Bauformen 556
8.3.2.2 Walzen 557
8.3.2.3 Antrieb 559
8.3.2.4 Zusatzeinrichtungen 559
8.3.3 Nachfolgeeinrichtungen 560
8.3.3.1 Kühlung 560
8.3.3.2 Aufwicklung 563
8.4 Produktionsverfahren und -anlagen 565
8.4.1 Ausformen von Gummibahnen 566
8.4.2 Gummieren (Friktionieren) von Gewebe 567
8.4.3 Belegen von Geweben 567
8.5 Basisprobleme des Kalandrierens 568
8.5.1 Der sichere Kalanderprozess, das funktionstüchtige Produkt
und seine Abhängigkeit von Eigenklebrigkeit, Konfektions-
klebrigkeit und Fremdklebrigkeit der Kautschukmischungen
(Priorität 1) 569
XXII Inhalt
8.5.2 Entwicklung einer optimalen Schrumpfstrecke (Priorität 2) . 570
8.5.3 Walzenbombage bei großen Spaltkräften (Priorität 3) 570
8.5.4 Produktqualität und Spaltdruck (Priorität 4) 571
8.5.5 Entwicklung einer optimalen Kalanderfütterung (Priorität 5) 572
8.6 Betriebspraxis Kalandrieren 572
9 Verfahren zur Herstellung von Gummihalbzeugen durch Streichen 577
9.1 Imprägnieren 577
9.2 Streichen 578
9.2.1 Geschwindigkeitsverteilung 580
9.2.2 Trocknen 588
9.2.3 Sicherheitsmaßnahmen 592
9.2.4 Wickeln 592
9.2.5 Vulkanisieren 593
9.2.6 Betriebspraxis 593
10 Verfahren zur Herstellung von Halbzeugen durch Extrudieren 597
10.1 Extruder 598
10.1.1 Warmextruder 598
10.1.2 Kaltextruder 599
10.1.3 Förderverhalten 600
10.1.3.1 Einzugszone 600
10.1.3.2 Austragszone 603
10.1.4 Temperaturverhalten 616
10.1.5 Misch- und Homogenisierverhalten 625
10.1.5.1 Mischschnecken 626
10.1.5.2 Stiftzylinder 627
10.1.6 Entgasen 629
10.1.7 Maschinenbauliche Merkmale 632
10.1.8 Extruder mit Zahnradpumpe 633
10.2 Extrusionswerkzeuge 636
10.2.1 Bauarten 639
10.2.1.1 Geradeaus-Spritzkopf 639
10.2.1.2 Umlenk-Spritzkopf 640
10.2.1.3 Mehrfach-Spritzköpfe 641
10.2.2 Werkzeugauslegung nach Theologischen Gesichtspunkten . 644
10.2.2.1 Extrusionsdruck 644
10.2.2.2 Flussausgleich 646
10.2.2.3 Fließstrukturen 652
10.2.2.4 Elastizität; Spritzquellung 653
10.2.2.5 Elastizität; Schrumpf 657
10.2.2.6 Mundstücksoberfläche 659
10.3 Nachfolgeeinrichtungen 660
10.4 Betriebspraxis Extrudieren 661
11 Verfahren der kontinuierlichen Vulkanisation 667
11.1 Allgemeines 669
11.1.1 Vakuumextruder 669
11.1.2 Vulkanisationsanlagen und Verfahren 670
Inhalt XXIII
11.2 Thermische Grundlagen der kontinuierlichen Vulkanisation 672
11.2.1 Wärmeübertragung 672
11.2.1.1 Wärmeleitung 672
11.2.1.2 Wärmeübertragung durch Konvektion 674
11.2.1.3 Wärmeübergang durch Strahlung 675
11.2.2 Dissipative Erwärmung 676
11.2.2.1 Energiezufuhr durch viskose Dissipation
(Schererwärmung) 676
11.2.2.2 Erwärmung durch elektromagnetische Wellen 677
11.3 Bestimmung der Vernetzungszeit 677
11.4 Kontinuierliche Vulkanisationsverfahren unter Druck 678
11.4.1 Rotationsvulkanisationsverfahren 679
11.4.1.1 Anlage 679
11.4.1.2 Vorteile/Nachteile 680
11.4.1.3 Anwendung 681
11.4.2 Doppelbandpressen 681
11.4.2.1 Anwendung 681
11.4.3 Ummantelungsverfahren 681
11.4.3.1 Bleimantel-Verfahren 681
11.4.3.2 Kunststoffmantel-Verfahren 682
11.4.4 Rohrverfahren 682
11.4.4.1 Kontinuierliche Dampfrohranlagen (CV-Anlagen) 684
11.4.4.2 Semikontinuierliche Dampfrohr-Anlagen 686
11.4.4.3 Heißgas-Anlagen 686
11.4.4.4 Infrarot-Rohranlagen 687
11.4.4.5 Flüssigkeitsbad-Anlagen (PLVC-Anlagen) 688
11.5 Drucklose kontinuierliche Vulkanisationsverfahren 689
11.5.1 Heißluft-Verfahren 689
11.5.1.1 Anlagen 690
11.5.2 Schock-Verfahren 694
11.5.2.1 Anlagen 694
11.5.3 Wirbelbett-Verfahren 694
11.5.3.1 Verfahrensprinzip 694
11.5.3.2 Anlage 695
11.5.4 Flüssigkeitsbad-Verfahren 696
11.5.4.1 Verfahrensprinzip der Flüssigkeitsbadvulkanisation 697
11.5.4.2 Salzbadverfahren 698
11.5.5 Scher-Spritzkopf-Verfahren 702
11.5.5.1 Verfahrensprinzip 702
11.5.5.2 Anlage 703
11.5.5.3 Vorteile/Nachteile 703
11.5.5.4 Anwendung 704
11.5.6 Mikrowellenvulkanisationsverfahren 704
11.5.6.1 Prinzip der Erwärmung durch Mikrowellen 705
11.5.6.2 Aufbau eines Mikrowellensystems 707
11.5.6.3 Leistung einer UHF-Anlage 708
11.5.6.4 UHF-Anlage 708
11.5.6.5 Vorteile/Nachteile 710
11.5.6.6 Anwendung 710
XXIV Inhalt
11.5.7 Strahlenvernetzungsverfahren 711
11.5.7.1 Prinzip der Strahlenvernetzung 712
11.5.7.2 Aufbau einer Elektronenbeschleunigeranlage 713
11.5.7.3 Vorteile/Nachteile 714
11.5.7.4 Anwendung 714
11.5.7.5 Vergleich verschiedener Vulkanisationsverfahren 715
11.6 Vor- und nachgeschaltete Anlagen 715
11.7 Abluftreinigung 718
11.7.1 Thermische Nachverbrennung 719
11.7.2 Elektrofüter 719
11.7.3 Tiefbettfilter 719
11.7.4 Adsorptionsverfahren 719
11.7.5 Biofilter 719
11.7.6 Wäscher 720
11.8 Aufbau von Mischungen für die drucklose kontinuierliche
Vulkanisation 720
11.8.1 Kautschuk 720
11.8.2 Füllstoffe 721
11.8.3 Weichmacher 722
11.8.4 Verarbeitungswirkstoffe 722
11.8.5 Faktis 722
11.8.6 Alterungs- und Ozonschutzmittel 722
11.8.7 Vernetzungssysteme für die kontinuierliche Vulkanisation . 723
11.8.7.1 Schwefelvernetzungssysteme 723
11.8.7.2 Peroxidvernetzungssysteme 724
11.8.7.3 Vernetzungssysteme für Chloroprenkautschuk 724
11.8.8 Herstellung und Rezeptaufbau von Moosgummiprofilen . 725
11.8.8.1 Rezeptaufbau 725
11.8.8.2 Herstellverfahren 725
12 Verfahren zur Herstellung von Elastomerformteilen 729
12.1 Pressverfahren 729
12.1.1 Prozessparameter 729
12.1.1.1 Druck 729
12.1.1.2 Temperatur 731
12.1.1.3 Vulkanisation 733
12.1.2 Pressenbauarten 735
12.1.3 Werkzeuge 736
12.1.4 Einsatzgebiete 736
12.2 Spritzprägeverfahren 738
12.3 Transferpressverfahren 740
12.3.1 Prozessparameter 740
12.3.1.1 Druck 741
12.3.1.2 Temperatur 743
12.3.1.3 Vulkanisation 744
12.3.2 Pressenbauarten 746
12.3.3 Werkzeuge 746
12.3.4 Flashless-Werkzeuge 747
12.3.5 Einsatzgebiete 750
Inhalt XXV
12.4 Transferpressverfahren mit Kaltkanal 751
12.4.1 Prozessparameter 751
12.4.2 Werkzeuge 752
12.5 Transferspritzpressverfahren 753
12.5.1 Prozessparameter 753
12.5.2 Transferspritzpressverfahren mit Kaltkanal 754
12.6 Spritzgießverfahren 755
12.6.1 Verfahrensablauf 755
12.6.2 Prozessparameter 757
12.6.2.1 Vorlagetemperatur 763
12.6.2.2 Einspritztemperatur 767
12.6.2.3 Einspritzgeschwindigkeit 772
12.6.2.4 Nachdruck 773
12.6.2.5 Staudruck 775
12.6.2.6 Vulkanisationszeit 775
12.6.2.7 Maschineneinrichten 779
12.6.3 Spritzgießmaschinen 780
12.6.3.1 Spritzeinheiten 782
12.6.3.2 Schließeinheiten 786
12.6.3.3 Auslegung von Spritz- und Schließeinheit 787
12.6.3.4 Kombinationen von Spritz- und
Schließeinheit 789
12.6.4 Spritzgießwerkzeuge 790
12.6.4.1 Werkzeugaufbau 790
12.6.4.2 Werkzeugauslegung nach Theologischen
Gesichtspunkten 791
12.6.4.3 Werkzeugauslegung nach thermodynamisehen
Gesichtspunkten 795
12.6.4.4 Kaltkanalverfahren 798
12.6.4.5 Gratarme Fertigung 802
12.6.4.6 Gummi-Metall-Verbindungen 803
12.6.4.7 Werkzeugparameter 805
12.6.5 Endbearbeitung 809
12.6.6 Optimale Formnestzahl und Verfahrensvergleich 810
12.6.7 Betriebspraxis 814
13 Gummiverbundkörper 821
13.1 Einleitung 821
13.2 Festigkeitsträger 823
13.2.1 Rohstoffe 823
13.2.2 Herstellung und Eigenschaften synthetischer Fasern 824
13.2.2.1 Spinnen 824
13.2.2.2 Verstrecken 824
13.2.2.3 Nachbehandeln 824
13.2.2.4 Eigenschaften der Synthesefasern 825
13.2.3 Aufbau von Garnen und Corden 826
13.2.4 Weiterverarbeitung der Fäden 827
13.3 Haftsysteme 827
13.3.1 Haftsysteme für textile Festigkeitsträger 827
XXVI Inhalt
13.3.1.1 Polyfunktionelle Haftmittel 828
13.3.1.2 Resorcin-Formaldehyd-Latex-Haftsystem (RFL-Dip) 828
13.3.1.3 Haftsysteme in der Kautschukmischung
(Direkthaftung) 828
13.3.2 Haftsysteme für Stahldrähte 829
13.3.2.1 Zink-Haftung 829
13.3.2.2 Messing-Haftung 829
13.4 Gummi-Metall-Verbünde 830
13.4.1 Vorbehandlung der Metallteile 831
13.4.2 Reinigungsmethoden 832
13.4.3 Haftmittel 832
13.4.4 Kunststoff-Kautschuk-Verbund 833
14 Verarbeitung von Thermoplastischen Elastomeren 837
14.1 Überblick über die Werkstoffe 837
14.2 Verarbeitung 844
14.2.1 Spritzgießen 846
14.2.2 Extrudieren 849
14.2.3 Blasformen 851
15 Automation in der Gummiindustrie 861
15.1 Prozesssteuerung und -regelung 862
15.2 Prozesssteuerung beim Mischen 867
15.3 Prozesssteuerung beim Lösen 874
15.4 Prozesssteuerung beim Kalandrieren 876
15.5 Prozesssteuerung beim Streichen 882
15.6 Prozesssteuerung beim Extrudieren 884
15.7 Prozesssteuerung beim Spritzgießen 891
15.8 Rechnerverbund 904
15.9 Handling 905
16 SPC Prozessüberwachung und Produktbeurteilung 911
16.1 Die verschiedenen Prüfungen 911
16.1.1 Prüfungen zur Prozessüberwachung 911
16.1.1.1 Prüfung der Prozessparameter 911
16.1.1.2 Prüfung der Produkte 913
16.1.2 Freigabeprüfungen 913
16.1.3 Prüfung nach Kunden-Spezifikation 913
16.2 Die SPC-Grundregeln 914
16.2.1 Auswahl der Prüfmerkmale 914
16.2.2 Festlegung der Stichproben 915
16.2.2.1 Stichproben-Häufigkeit 915
16.2.2.2 Stichproben-Umfang 915
16.3 Anlegen einer Q-Regelkarte 916
16.3.1 Anlegen einer Skala 916
16.3.1.1 Einzelmesswerte 917
16.3.1.2 Klassieren der Messwerte 917
16.3.2 Eintragen der Werte 918
16.4 Prozessanalyse 919
Inhalt XXVII
16.4.1 Die Normalverteilung 919
16.4.1.1 Das Wahrscheinlichkeits-Diagramm 920
16.4.2 Prozess-Fähigkeits-Analyse 921
16.4.2.1 Langzeit-Fähigkeit 922
16.4.2.2 Relative Mittelwert-Abweichung 922
16.4.2.3 Das Prozessmodell 923
16.4.2.4 Kurzzeit-Fähigkeit 924
16.5 Prozessüberwachung 925
16.5.1 Eingriffs-Grenzen 926
16.5.2 Sortiergrenzen 928
16.5.3 Laufende Prozessüberwachung mit Grenzwerten 929
16.6 Ständige Verbesserung 932
16.7 Einführung der SPC-Philosophie im Unternehmen 933
17 Elastomerprodukte 935
17.1 Elastomerbeschichtete Gewebe - moderne Verbundwerkstoffe mit
Tradition 935
17.1.1 Beschichtete Gewebe stehen am Anfang 935
17.1.2 Die Material- und Produktvielfalt ist riesengroß 936
17.1.3 Stoffe schützen Menschen 938
17.1.4 Der Verkehr rollt auch ohne Reifen, aber nicht ohne
gummierte Gewebe 941
17.1.5 Stoffe sind undurchdringlich 943
17.1.6 Wer denkt beim Zeitungslesen schon an beschichtete
Gewebe 944
17.1.7 Stoffe stehen zwar am Anfang, sie sind jedoch noch nicht
am Ende 948
17.2 Antriebsriemen in der Entwicklung 949
17.3 Formteile 954
17.3.1 Faltenbälge und Achsmanschetten 955
17.3.2 Puffer und Schienen 956
17.3.3 Triebwerkslager 957
17.3.4 Hydrolager 958
17.3.5 Membranen für Druckluft-Bremszylinder 959
17.3.6 Dichtungen, Reibräder 960
17.4 Die Luftfederung, eine regelbare Federung für Fahrzeuge 961
17.4.1 Anwendungsgebiete der Luftfederung 961
17.4.2 Luftfedertypen, Bauarten der Luftfedern 962
17.4.2.1 Luftfedern für Straßenfahrzeuge 962
17.4.2.2 Luftfedern für Schienenfahrzeuge 963
17.4.3 Regelprinzip der Luftfederung 964
17.4.4 Vorteile der Luftfederung 964
17.4.5 Aufbau der Luftfederbälge 966
17.4.6 Rollbälge als Federelemente 967
17.4.7 Anwendungsbeispiele 968
17.4.7.1 Luftfedern als Achsfedern im Nutzfahrzeug 968
17.4.7.2 Luftfedern zur Humanisierung des
Arbeitsplatzes 970
17.4.7.3 Luftfedern in Schienenfahrzeugen 970
XXVIII Inhalt
17.4.7.4 Luftfedern in Personenwagen 971
17.4.8 Zusammenfassung 973
17.5 Extrudierte Elastomerprofile 974
17.5.1 Herstellungsverfahren 975
17.5.2 Elastomervarianten 976
17.5.3 Befestigungssysteme 977
17.5.4 Oberflächenveredelung von Elastomerprofilen 979
17.5.5 Profile mit variablem Querschnitt 979
17.5.6 Sonderprofile 981
17.5.6.1 Pneumatisch steuerbare Elastomerprofile 981
17.5.6.2 Kontakt/Schaltprofile 982
17.5.6.3 Sonstige Profile 983
17.5.7 Anwendungsbeispiele für Elastomerprofile 983
17.5.7.1 Elastomerdichtungen in Kraftfahrzeugen 984
17.5.7.2 Elastomerprofile für das Bauwesen 984
17.5.8 Toleranzen 986
17.6 Technische Schläuche - Hochleistungsverbundkörper 987
17.6.1 Werkstoffe 987
17.6.2 Konstruktion 988
17.6.3 Moderne umweltfreundliche Schlauch-Konzeptionen 991
17.6.3.1 Kraftstoffschläuche 991
17.6.3.2 Kältemittelschläuche 992
17.6.3.3 Servolenkungsschläuche (Dehnschläuche) 992
17.6.3.4 Hydraulik-Bremsschläuche 994
17.6.3.5 Kühlwasserschläuche 995
17.6.3.6 Kraftfahrzeug-Schlauchbögen 996
17.6.3.7 Abzweigschläuche 996
17.7 Transportbänder 997
17.7.1 Einteilung, Anforderungen und Prüfung von Fördergurten . 998
17.7.2 Stahlseilfördergurte 1001
17.7.2.1 Allgemeines 1001
17.7.2.2 Gurtaufbau und Konstruktion 1001
17.7.2.3 Haftung zwischen Gummi und Stahl 1004
17.7.3 Gewebebänder 1006
17.7.3.1 Allgemeines 1006
17.7.3.2 Gurtaufbau und Konstruktion 1007
17.7.3.3 Gewebegurte für den untertägigen Steinkohlenbergbau 1009
18 Recycling von Elastomeren 1013
18.1 Vermeidung von Abfällen 1013
18.2 Recycling vulkanisierter Abfälle und/oder Produkte 1015
19 Gefahrstoffmanagement, Umweltschutz und Altgummiverwertung 1023
19.1 Einleitung 1023
19.2 Umweltaspekte von Rohmaterialien 1024
19.2.1 Gesetzliche Vorgaben 1024
19.2.2 Einflussnahme auf die Rohstoffauswahl 1031
19.2.3 Arbeitshygiene und Umweltrelevanz bei der Verarbeitung . 1033
Inhalt XXIX
19.2.3.1 Einsatz von Silanen in Fahrzeugreifen/Ethanol-
emissionen [19.31]: 1033
19.2.3.2 Vulkanisationsdämpfe 1034
19.2.3.3 Die Nitrosaminproblematik 1035
19.3 Emissionen in der Nutzungsphase 1037
19.3.1 Partikelemissionen und Elutionsverhalten 1037
19.3.2 Verdunstungsemissionen 1040
19.4 Energieverbrauch im dynamischen Einsatz 1042
19.4.1 Produkt-Ökobilanz eines Pkw-Reifens 1043
19.4.1.1 Sachbilanz 1043
19.4.1.2 Wirkungskategorien/Umweltpotenziale 1046
19.4.1.3 Bewertung und Ausblick 1048
19.5 Entsorgung gebrauchter Produkte: Verwertung und Beseitigung 1049
19.5.1 Wieder- und Weiterverwendung von Altreifen 1050
19.5.2 Werkstoffliche Verwertung 1051
19.5.2.1 Gummigranulat und Gummimehl 1051
19.5.2.2 Regenerierung 1052
19.5.3 Rohstoffliche Verwertung 1052
19.5.4 Verwertung als Energieträger 1053
19.5.4.1 Herstellung von Portlandzement 1053
19.5.4.2 Altreifenverwertung in der Zementindustrie 1054
19.5.4.3 Altreifenverwertung in Kraftwerken 1054
19.5.5 Verwertung technischer Alt-Elastomere 1055 |
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